本发明专利技术涉及一种基于分布式索引的区块链存储方法及系统，其方法包括：根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块产生间隔，并根据其确定每轮分叉验证周期；在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇,并根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引；目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据。本发明专利技术通过分叉的产生和分簇算法，确定了区块链存储索引的更新时间和更新方式，再根据区块链中节点的不同角色分别建立分布式索引，从而提高了区块链的读写效率和索引的时效性。块链的读写效率和索引的时效性。块链的读写效率和索引的时效性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式索引的区块链存储方法及系统
[0001]本专利技术属于区块链存储
，具体涉及一种基于分布式索引的区块链存储方法及系统。
技术介绍
[0002]区块链本质上是一个由系统所有参与者共享的公共分布式账本。在区块链网络中，有成千上万的节点，每个节点都保存着整个网络全部的区块和交易数据。节点一旦加入到网络中，就会不断地接收和验证区块，不断地消耗算力资源和存储资源。
[0003]有研究对当前区块链发展的现状，提出了目前区块链发展的四个瓶颈，分别是存储空间不足、交易处理慢、带宽限制和无尽账本问题。而这四个瓶颈也理解为CAP定理在区块链中的表现，即无法找到同时解决上述问题的方法。
[0004]现有区块链的存储系统主要有元文件和KV（Key
‑
Value）数据库组成，其中尤其以levelDB应用最为广泛。而levelDB是非关系数据库，因而无法有效处理复杂的数据之间的关系操作，即导致数据的读取速度和时效性无法满足区块链的分布式账本规模的日益增长的需求。
技术实现思路
[0005]为提高区块链的存储系统读写效率和索引的时效性的问题，缓解无尽账本的问题，在本专利技术的第一方面提供了一种基于分布式索引的区块链存储方法,包括：根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块产生间隔，并根据其确定每轮分叉验证周期；在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇,并根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引；目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据。
[0006]在本专利技术的一些实施例中，所述在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇包括：根据前一轮分叉验证周期中节点交易频次、类型和网络距离，确定每个簇的簇首节点；每个簇的簇首节点根据分簇算法确定该簇的普通节点。
[0007]进一步的，所述根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引包括：基于希尔伯特R树，每个簇首节点建立目标区块链所有簇首节点的路由索引；根据迪杰斯特拉算法，建立每个普通节点到达其簇的其余节点的路由索引。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述基于希尔伯特R树，每个簇首节点建立目标区块链所有簇首节点的路由索引包括：在每个簇首节点的内存中构建目标区块链所有簇首节点的路由索引，将簇首节点的更新数据插入到内存中；当更新数据超过阈值时，将更新数据写入到簇首节点的磁盘中。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据包括：目标区块链中的每个节点根据其存储的账本信息中的哈希索引，确定读取或写入的一个或多个关联节点；根据每个节点的路由索引确定所
述每个关联节点的历经的所有簇首节点。
[0010]在上述的实施例中，所述根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块产生间隔，并根据其确定每轮分叉验证周期包括：根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块平均产生间隔确定区块的最小验证时间；根据所述区块的最小验证时间，以及目标区块链的共识协议产生分叉的最小区块数，确定每轮分叉验证周期。
[0011]本专利技术的第二方面，提供了一种基于分布式索引的区块链存储系统，包括：确定模块，用于根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块产生间隔，并根据其确定每轮分叉验证周期；建立模块，用于在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇,并根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引；读写模块，用于目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据。
[0012]进一步的，所述建立模块包括第一确定单元和第二确定单元，所述第一确定单元，用于根据前一轮分叉验证周期中节点交易频次、类型和网络距离，确定每个簇的簇首节点；所述第二确定单元，用于每个簇的簇首节点根据分簇算法确定该簇的普通节点。
[0013]本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术在第一方面提供的基于分布式索引的区块链存储方法。
[0014]本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术在第一方面提供的基于分布式索引的区块链存储方法。
[0015]本专利技术的有益效果是：1.本专利技术通过分叉的产生和分簇算法，确定了区块链存储索引的更新时间和更新方式，保证了路由索引的实效性，也减少了索引的存储空间；2.根据区块链中节点的不同角色分别建立分布式索引，从而提高了区块链的读写效率和索引的时效性；3.由于簇首节点采用基于希尔伯特R树构建路由索引，普通节点采用迪杰斯特拉算法从而加快节点之间的访问速度。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的一些实施例中的基于分布式索引的区块链存储方法的基本流程示意图；图2为本专利技术的一些实施例中的基于分布式索引的区块链存储方法法的具体流程示意图；图3为本专利技术的一些实施例中的簇首节点通过希尔伯特R树的建立路由索引的过程示意图；图4为本专利技术的一些实施例中的节点通过路由索引和哈希索引读写区块链中的数据原理示意图；图5为本专利技术的一些实施例中的基于分布式索引的区块链存储系统的结构示意图；
图6为本专利技术的一些实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0018]参考图1，在本专利技术的第一方面，提供了一种基于分布式索引的区块链存储方法,包括：S100.根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块产生间隔，并根据其确定每轮分叉验证周期；S200.在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇,并根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引；S300.目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据。
[0019]为了提高区块链的读写速度，需要在不同的节点上建立索引，而索引的建立也会给区块链上的每个节点引入新的存储需求和通信需求，即对区块链的节点索引提出了实时性、动态更新和分布式的要求。有鉴于此，在本专利技术的一些实施例的步骤S200中，所述在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇包括：S201.根据前一轮分叉验证周期中节点交易频次、类型和网络距离，确定每个簇的簇首节点；S202.每个簇的簇首节点根据分簇算法确定该簇的普通节点。
[0020]参考图2，具体地，在步骤S201中，区块链上的每个节点所承担的角色不同，分为轻节点和全节点，轻节点(普通节点)只需要存储区块头（Block Header），而不存储全量的交易列表等信息，而全节点则存储全量的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式索引的区块链存储方法,其特征在于，包括：根据目标区块链的共识协议确定不可篡改的最小区块数和区块产生间隔，并根据其确定每轮分叉验证周期；在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇,并根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引；目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据。2.根据权利要求1所述的基于并行分布式索引的区块链存储方法,其特征在于，所述在每轮分叉验证周期内，基于分簇算法将区块链上的多个节点动态划分为多个簇包括：根据前一轮分叉验证周期中节点交易频次、类型和网络距离，确定每个簇的簇首节点；每个簇的簇首节点根据分簇算法确定该簇的普通节点。3.根据权利要求2所述的基于并行分布式索引的区块链存储方法,其特征在于，所述根据迪杰斯特拉算法在每个簇内的各个节点上建立路由索引包括：基于希尔伯特R树，每个簇首节点建立目标区块链所有簇首节点的路由索引；根据迪杰斯特拉算法，建立每个普通节点到达其簇的其余节点的路由索引。4.根据权利要求1所述的基于并行分布式索引的区块链存储方法,其特征在于，所述基于希尔伯特R树，每个簇首节点建立目标区块链所有簇首节点的路由索引包括：在每个簇首节点的内存中构建目标区块链所有簇首节点的路由索引，将簇首节点的更新数据插入到内存中；当更新数据超过阈值时，将更新数据写入到簇首节点的磁盘中。5.根据权利要求1所述的基于并行分布式索引的区块链存储方法,其特征在于，所述目标区块链中的每个节点根据其路由索引和哈希索引，读取或写入区块链中的数据包括：目标区块链中的每个节点根据其存储的账本信息中的哈希索引，确定读取或写入的一个或多个关联节点；根据每个节点的路由索引确定...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永胜，李哲宇，魏立佳，李永泉，
申请(专利权)人：武汉研众科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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